地锚及反力加载预压软基处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种地锚，包括地锚杆，地锚杆杆身上部设有着力部件和反力加载装置，所述的反力加载装置通过着力部件对地锚杆施加上拔力，并将上拔力的反作用力传导至反力加载装置本体下方。同时本发明还公开了一种利用所述地锚的反力加载预压软基处理方法，步骤如下：在待处理区域地面放置带中心预留孔的钢板，将地锚穿过钢板中心预留孔，进行下钻，使地锚杆底部穿过或基本贯穿处理区软弱土层；将垫圈通过螺母旋接于螺纹段上，使弹簧受到压缩，利用弹簧对地锚杆施加上拔力的反作用力对地基上的钢板进行预压加载。本发明不需要堆载土源，可以避免由于堆载速度过快而引发地基失稳问题。地锚及钢板平面布置灵活，具有良好的工程适应性。
【专利说明】
地锚及反力加载预压软基处理方法
技术领域
[0001]本发明属于施工方法领域，具体涉及是一种地锚及反力加载预压软基处理方法。
【背景技术】
[0002]地基处理技术是为了提高地基承载力，改善土体变形条件或渗透性质而采取的人工地基处理办法。现有的地基处理技术主要有:强夯法、预压法(包括堆载预压法和真空预压法)、置换法、振冲法、水泥土搅拌法及砂石粧法等。其中预压法在实际工程中的运用最为广泛。
[0003]目前预压法仍存在一些实际应用的问题:其中堆载预压法所需工期相对较长、需要大量堆载土源、处理深度受堆载荷载大小及排水板长度控制、可能引起地基失稳;真空预压法对技术要求高、处理效果受限于真空水平、一般处理深度较浅。
【发明内容】
[0004]针对软弱土地基，考虑上述预压法存在的缺陷，本发明提供了一种地锚及一种对地锚施加上拔力，利用地锚自身抗拔性，通过上拔力的作用反力来对地基土体进行预压加载的地基处理办法。
[0005]本发明解决具体技术问题采用的技术方案是:
[0006]地锚包括地锚杆，其杆身上部设有着力部件和反力加载装置，所述的反力加载装置通过着力部件对地锚杆施加上拔力，并将上拔力的反作用力传导至反力加载装置本体下方。
[0007]作为优选，所述的着力部件在地锚杆杆身上的固定位置可上下调整。
[0008]作为优选，所述的地锚杆杆身上部攻有螺纹段，所述的着力部件为可固定于螺纹段上的垫圈;所述的反力加载装置为弹簧。
[0009]作为优选，所述的地锚杆内部中空，杆身侧壁上开设有若干个排水孔。
[0010]基于上述地锚技术方案，一种利用所述地锚的反力加载预压软基处理方法，步骤如下:
[0011]步骤1.在待处理区域(下部具有软弱土层)地面放置带中心预留孔的钢板，将地锚穿过钢板中心预留孔进行下钻，使地锚杆底部穿过或基本贯穿处理区软弱土层；
[0012]步骤2.将垫圈通过螺母旋接于螺纹段上，使弹簧受到压缩，利用弹簧对地锚杆施加上拔力的反作用力对地基上的钢板进行预压加载；
[0013]步骤3.每隔一段时间或一定沉降值后，重复步骤2，当单位时间沉降值增量低于预设值时，预压加载过程结束。
[0014]作为优选，所述的步骤2中，首先将液压千斤顶放置于钢板上，利用液压千斤顶对地锚杆的着力部件进行顶升，达到预设预压荷载后，将垫圈通过螺母旋紧于螺纹段上，再撤掉液压千斤顶，利用弹簧对地锚杆施加上拔力的反作用力对地基上的钢板进行预压加载。
[0015]作为优选，预压加载过程结束后，可将地锚和钢板取出，以循环利用；或者不取出地锚，将其作为加固区竖向增强体，作为土中加筋材料提高地基承载力。
[0016]作为优选，与堆载预压法联合使用，在一定堆载高度上进行步骤I?3，以减小堆载预压法所需的堆载高度。
[0017]作为优选，软弱土地基场地上部应进行预处理:即在铺设钢板之前，铺设一层砂垫层作为排水通道，并布置相应排水沟及排水设备。
[0018]作为优选，将地锚杆作为井点管，用以场地井点降水。
[0019]本发明的有益效果如下:
[0020]1.可以不需要堆载土源，或者与堆载预压法或真空预压法联合使用，大大减少设计所需堆载量或真空度；
[0021 ] 2.可以避免堆载过程中由于堆载速度过快而引发地基失稳问题；
[0022]3.预制地锚中空且壁上多孔，可以作为竖向排水通道。必要时也可用作井点管用以井点降水，节约了成本；
[0023]4.设备均可以重复利用，经济效益较好；
[0024]5.可以解决堆载预压法及真空预压法附加应力随着深度增加应力扩散的问题，在地锚深度范围的附加应力相对集中且均匀，有利于土体固结；
[0025]6.地锚及钢板平面布置灵活，可以有效处理多种工况，具有良好的工程适应性；
【附图说明】
[0026]图1为采用地锚反力加载预压法对软弱土地基进行处理的断面示意图。
[0027]图中:地锚杆1、螺母2、垫圈3、弹簧4、螺纹段5、钢板6、砂垫层7、软弱土层8和相对好土层9。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和实施步骤对本发明进一步说明。
[0029]如图1所示，为采用地锚反力加载预压法对软弱土地基进行处理的断面示意图。本发明分为两部分，一种特殊设计的地锚以及基于该地锚的软土地基反力加载预压方法。
[0030]地锚包括常规的地锚杆I，其主要区别在于:地锚杆I杆身上部设有着力部件和反力加载装置，所述的反力加载装置通过着力部件对地锚杆I施加上拔力，利用地锚自身抗拔性，并将上拔力的反作用力传导至反力加载装置本体下方。反力加载装置可以为任何能够对着力部件施加上拔力的装置，如弹簧、千斤顶等设备。着力部件为任何能够将反力加载装置施加的力传导至地锚杆I的部件，如地锚杆I上的凸起或外接元件等。着力部件应能够在地锚杆I杆身上实现上下调整，并在相应位置实现固定。
[0031]本实施例中提供一种优选实现方式:地锚杆I杆身上部攻有螺纹段5，着力部件为可固定于螺纹段5上的垫圈3;垫圈3内径比地锚直径略大可自由上下移动或者也可以焊接于螺母2上，在螺纹段5上实现上下滑动。反力加载装置为弹性系数较大的弹簧4。另外，为了使软土层中实现快速排水，地锚杆I内部中空，杆身侧壁上从上到下开设有若干个排水孔，软土层中的水在预压力作用下可通过排水孔进入地锚杆I内腔，并最终由砂垫层排出。
[0032]上述地锚可与钢板6配合，实现软土地基反力加载预压。该方法具体如下:
[0033]首先，在软弱土地基场地上部铺设一层砂垫层7作为排水通道，并布置相应排水沟及排水设备，其原则与堆载预压法相同。然后利用地锚对其进行反力加载预压:
[0034]步骤1.根据场地平面情况，布置预制方形(带中心孔)钢板6。钢板6间可以留有一定间隙对加固区域进行拼接铺设。地锚穿过方形钢板6中心预留孔，进行下钻，使地锚杆底部穿过或基本贯穿处理区软弱土层8，进入相对好土层9，形成持力。
[0035]步骤2.将垫圈3通过螺母旋接于螺纹段5上，对螺母2进行拧紧，使弹簧4受到压缩，利用弹簧4对地锚杆I施加上拔力的反作用力对地基上的钢板6进行预压加载；
[0036]步骤3.由于地基表面在固结过程中会出现沉降，造成一定程度的预压力松弛，需要每隔一段时间(或一定沉降值)重复进行拧紧螺母2和增加预压加载的操作。当沉降不再发展或增长缓慢(单位时间沉降值增量低于预设值)，可以认为预压加载过程结束。预压加载过程结束后，将地锚和钢板6取出，以循环利用;或者不取出地锚，将其作为加固区竖向增强体，作为土中加筋材料提高地基承载力。必要时也可以将地锚杆作为井点管，用以场地井点降水。
[0037]事实上，当需要加载值较大时，通过手工拧紧螺母2，无法使弹簧达到设计预紧力。因此可以通过在地锚上垂直安装套杆(或其他着力部件)，将液压千斤顶放置于钢板6上，利用液压千斤顶对地锚杆I的套杆进行顶升。达到预设预压荷载后，再将垫圈3通过螺母2旋紧于螺纹段5上，此时撤掉液压千斤顶，利用弹簧4对地锚杆I施加上拔力的反作用力对地基上的钢板6进行预压加载。该方法能够轻松使螺母旋紧至设计的预紧力。
[0038]另外，本方法也可以与堆载预压法联合使用。首先在地基表面上常规堆载部分土源，在一定堆载高度上铺设钢板进行上述地锚反力加载预压法，由于该反力加载预压力的存在，可以减小堆载预压法所需的堆载高度。
[0039]以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，然其并非用以限制本发明。有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此凡采取等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种地锚，包括地锚杆，其特征在于，地锚杆杆身上部设有着力部件和反力加载装置，所述的反力加载装置通过着力部件对地锚杆施加上拔力，利用地锚自身抗拔性，并将上拔力的反作用力传导至反力加载装置本体下方。2.如权利要求1所述的地锚，其特征在于，所述的着力部件在地锚杆杆身上的固定位置可上下调整。3.如权利要求1所述的地锚，其特征在于，所述的地锚杆杆身上部攻有螺纹段，所述的着力部件为固定于螺纹段上的垫圈;所述的反力加载装置为弹簧。4.如权利要求1所述的地锚，其特征在于，所述的地锚杆内部中空，杆身侧壁上开设有若干个排水孔。5.—种利用权利要求3所述地锚的反力加载预压软基处理方法，其特征在于，步骤如下: 步骤1.在待处理区域地面放置带中心预留孔的钢板，将地锚穿过钢板中心预留孔，进行下钻，使地锚杆底部穿过或基本贯穿处理区软弱土层； 步骤2.将垫圈通过螺母旋接于螺纹段上，使弹簧受到压缩，利用弹簧对地锚杆施加上拔力的反作用力对地基上的钢板进行预压加载； 步骤3.每隔一段时间或一定沉降值后，重复步骤2，当单位时间沉降值增量低于预设值时，预压加载过程结束。6.如权利要求5所述的反力加载预压软基处理方法，其特征在于，所述的步骤2中，首先将液压千斤顶放置于钢板上，利用液压千斤顶对地锚杆的着力部件进行顶升，达到预设预压荷载后，将垫圈通过螺母旋紧于螺纹段上，再撤掉液压千斤顶，利用弹簧对地锚杆施加上拔力的反作用力对地基上的钢板进行预压加载。7.如权利要求5所述的反力加载预压软基处理方法，其特征在于，预压加载过程结束后，可将地锚和钢板取出，以循环利用；或者不取出地锚，将其作为加固区竖向增强体，作为土中加筋材料提高地基承载力。8.如权利要求5所述的反力加载预压软基处理方法，其特征在于，与堆载预压法联合使用，在一定堆载高度上进行步骤I?3，以减小堆载预压法所需的堆载高度。9.如权利要求5所述的反力加载预压软基处理方法，其特征在于，软弱土地基场地上部铺设一层砂垫层作为排水通道，并布置相应排水沟及排水设备。10.如权利要求5所述的反力加载预压软基处理方法，其特征在于，将地锚杆作为井点管，用以场地井点降水。
【文档编号】E02D3/02GK106087945SQ201610399390
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】王奎华, 吴君涛, 郭海超, 高柳
【申请人】浙江大学